Демонстрационный прибор по физике

 

Демонстрационный прибор по физике предназначен для иллюстрации физических явлений, используется в качестве учебного пособия и содержит средство вакуумной откачки, которое выполнено в виде адсорбционного насоса и подсоединено через промежуточный герметичный объем к реципиенту. Реципиент выполнен в виде емкостей и имеет паровые и жидкостные полости, манометры, термометры и запорную арматуру. Емкости снабжены нагревателями, охладителями и имеют прозрачные стенки. Охлаждение адсорбционного насоса происходит с помощью такой же жидкости, как и та, что находится в емкости, поступающей от источника предварительного охлаждения. Изобретение позволяет снизить энергетические затраты на откачную систему и уменьшить инерционность прибора. 1 ил.

Изобретение относится к наглядным пособиям, в частности к конструкции демонстрационных приборов по иллюстрации физических явлений, используемых при проектировании учебных пособий.

Известен демонстрационный прибор по физике, содержащий средство вакуумной откачки, подсоединенное через промежуточный герметичный объем к реципиенту, выполненному в виде емкостей, имеющих паровые и жидкостные полости, манометры, термометры и запорную арматуру, причем емкости снабжены нагревателями, охладителями и имеют прозрачные стенки.

Недостатком известного прибора являются сложность и инерционность средства вакуумной откачки, причем последнее объясняется откачкой "излишних" газов, которые не являются компонентами охлаждаемой среды и не снижают парциального давления ее паров.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в устранении указанного недостатка с достижением технического результата, заключающегося в снижении затрат на откачную систему, уменьшении инерционности прибора и энергетических затрат на вакуумную откачку.

Указанный технический результат достигается тем, что в демонстрационном приборе по физике, содержащем средство вакуумной откачки, подсоединенное через герметичный объем к реципиенту, выполненному в виде емкостей, имеющих паровые и жидкостные полости, манометры, термометры и запорную арматуру, причем емкости снабжены нагревателями, охладителями и имеют прозрачные стенки, согласно изобретению средство вакуумной откачки выполнено в виде адсорбционного насоса, охлаждаемого такой же жидкостью, как и та, что находится в емкости, поступающей от источника предварительного охлаждения.

На чертеже представлена схема прибора, выполненного в соответствии с изобретением.

Демонстрационный прибор по физике содержит средство вакуумной откачки, подсоединенное через промежуточный герметичный объем 1 к реципиенту, выполненному в виде емкостей 2, имеющих паровые и жидкостные полости 3 и 4, манометры 5, термометры 6 и запорную арматуру 7, причем емкости снабжены нагревателями 8, охладителями 9 и имеют прозрачные стенки, а средство вакуумной откачки выполнено в виде адсорбционного насоса 10, охлаждаемого такой жидкостью, как и та, что находится в емкости 2, поступающей от источника 11 предварительного охлаждения.

Прибор работает следующим образом: При включении адсорбционного насоса 10 и подсоединении его к емкости 2 насос 10 откачает пары жидкости из полости 3. Снижение парциального давления под поверхностью жидкости, находящейся в полости 4, вызывает активное испарение молекул жидкости с ее поверхности, новая порция пара откачивается и процесс повторяется. Таким образом, можно существенно снизить температуру жидкости, например, до комнатной температуры. Особенно же наглядным может быть демонстрация снижения температуры кипения при понижении давления над поверхностью жидкости.

По сравнению с прототипом изобретение снижает затраты на откачную систему, уменьшает инерционность прибора, энергетические затраты на вакуумную откачку, так как откачиваются в первую очередь пары жидкости, парциальное давление которых определяет скорость испарения (а не газы, как в других системах откачки, являющиеся дополнительно нагрузкой, не влияющей на достижение нужного эффекта).

Наиболее наглядно преимущества устройства по изобретению иллюстрируются при использовании в качестве охлаждающей и испаряемой жидкости воды.

Формула изобретения

1. Демонстрационный прибор по физике, содержащий средство вакуумной откачки, подсоединенное через промежуточный герметичный объем к реципиенту, выполненному в виде емкостей, имеющих паровые и жидкостные полости, манометры, термометры и запорную арматуру, причем емкости снабжены нагревателями, охладителями и имеют прозрачные стенки, отличающийся тем, что средство вакуумной откачки выполнено в виде адсорбционного насоса, охлаждаемого такой же жидкостью, как и та, что находится в емкости, и поступающей от источника предварительного охлаждения.

РИСУНКИ

Рисунок 1